2018均质土坝坝后坡培厚土料选取相关分析与探讨
摘要：由于我国水利工程建设多由五六十年代建设，大多水库大坝至今已带病运行，近年来国家加大力度对水利工程的建设力度，投入大量的资金对一些危病坝进行除险加固。本文以某工程为例主要探讨均质土坝坝后坡培厚土料的选取问题。http://
关键词:均质土坝；后坡；培厚；土料选取
Abstract: Due to the building in water conservancy project and 60 s construction, most of the dam has been tainted operation, in recent years countries to intensify the construction of water conservancy project strength, spend a lot of money for some dangerous disease dam danger-eliminating and reinforcing. Taking a project for example mainly discusses the main dam slope homogeneous after which the thick earth material selection problem.
Key Words: homogeneous volumetric; slope after; cultivates thick; earth material selection
中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：
引言
由于我国水利工程建设多由五六十年代建设，大多水库大坝至今已带病运行，近年来国家加大力度对水利工程的建设力度，投入大量的资金对一些危病坝进行除险加固。本文以某工程为例主要探讨均质土坝坝后坡培厚土料的选取问题。
工程概况及任务要求
工程位于五华县，为一中型水库，坝体为均质土坝，坝长180m，最大坝高54.4m，按设计要求由于坝前坡施工时无法降低库水位，对大坝的加固只能从后坡培厚。本次对天然建材的主要任务为提供满足坝后坡加固培厚的土料5万m3及少量灌浆用土料。工程所处区为低山地貌，地层岩性为粗粒花岗岩，工程区北东方向约5km范围地层为粉砂岩。根据本次对大坝坝体的勘察资料，原坝体填料为就近的取的粗粒花岗岩风化土，根据室内试验资料压实度平均为0.93，坝体现场注水试验得土坝渗透系数平均值为4.52×10-4 cm/s，属中等透水性。根据《碾压式土石坝设计规范》要求，为降低坝后浸润线，对于坝后坡填筑的培厚土料其渗透系数应大于原坝体。即该工程所需要的填筑土料在其它质量指标满足规程的条件下其土赤渗透系数k值应大于4.52×10-4cm/s。
料源比较分析
作为坝后坝培厚的用料首推砂砾石料，经勘察坝址下游及工程区附近河道可开采利用的砂砾料有限，储量不能满足工程的需要，且砂砾石料容重较大，培后后易拉裂原坝体。其次选择强风化的花岗岩或强风化的粉砂岩碎石土料，从工程区附近露头揭露强风化花岗岩及强风化细砂岩其上覆盖层较厚(平均约10m)，如要开采剥离层较厚，该方案从经济上以否定。本着就近取材的原则，本次对对坝后坡培厚土料的勘察选取了工程区附近的地层岩性为粗粒黑云母花岗岩的一坡地进行勘察取样分析。本次勘察布置了5个钻孔，平均孔深约10m，对土料分层取样进行分析比较。
压实度的分析比较
为确定该料场土料在击实试验后不同压实度与土料渗透系数的关系。本次勘察特对该料场土料进行分析比较。试验成果如下表4.1。
表4.1 不同压实度对土料k值的影响关系
注：取样采样采用全孔简缩法，其它试验项目在此表中作删减。
从表4.1以上数据说明，该土料为粘土质砂，当土料在分别控制压实度94%、96%、98%时，试验所得的土料的平均渗透性为3.66×10-4cm/s、2.19×10-4 cm/s、6.92×10-5 cm/s，表明该土料在改变其压实性时对土料的渗透性变化较小，试验所得在控制土料压实度96%时（按照碾压式土石坝设计规范，3级中坝土料压实度应为96%～98%），其土料的渗透性为2.19×10-4 cm/s小于其原坝体的渗透值4.52×10-4cm/s，故该土料不宜直接用于该坝坝后作为填筑用土。
分层取样的比较
从布置的5个钻孔中揭露出，该料场土料结构简单，表层为约0.2m厚的耕植土，为剥离无用层，其下为约2m厚的坡积层，土质细腻，粘性好，其下卧土层为全风化花岗岩，土层中含较多粗粒砂砾，平均约8m厚。本次勘察分别对该料场的坡积层土及全风化土料进行取样分析。
表5.1 坡积层土料试验成果分析
表5.2全风化花岗岩土料试验成果分析
表5.1试验成果表明，该料场上层坡积层土料为含砂质粘土，粘粒含量平均为31.1%，当控制压实度96%时，土料的饱和快剪凝聚力平均为32kpa，摩擦角平均为24.1°，渗透系数平均值为3.19×10-5cm/s，各项指标符合防渗土用料要求；表5.2试验成果表明，该料场下卧全风化土料为粘土质砂，粘粒含量平均为18.5%，当控制压实度96%时，土料的饱和快剪凝聚力平均为29kpa，摩擦角平均为23.5°，渗透系数平均值为9.54×10-5cm/s，大于原坝体的渗流值4.52×10-4cm/s，可作为该坝坝后坡培厚用土。
小结
通过以上三组取样分析得出：土料的渗透性跟土料的级配、土料岩性、压实度等有密切关系，以上试验说明：土料的级配（改变细颗粒的含量）对渗透性影响较为明显，本工程实例中就时通过选择土料的细颗粒的含量来改变土料的渗透性。满足了就近取材的要求，从而降低了工程造价，现该工程已施工完毕，完成情况良好。
参考文献 黄河水利委员会勘察规划设计研究院.碾压式土石坝设计规范(SL274-2001).北京：中国水利水电出版社，2002 南京水利科学研究院.土工试验规程(SL237-1999).北京：中国水利水电出版社，1999 殷宗泽.土工原理.北京：中国水利水电出版社，2007
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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